JPS6182421A - 気相成長法 - Google Patents
気相成長法Info
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- JPS6182421A JPS6182421A JP20488684A JP20488684A JPS6182421A JP S6182421 A JPS6182421 A JP S6182421A JP 20488684 A JP20488684 A JP 20488684A JP 20488684 A JP20488684 A JP 20488684A JP S6182421 A JPS6182421 A JP S6182421A
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- single crystal
- displacement
- silicon substrate
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
本発明は単結晶シリコン基板上に単結晶シリコン層を形
成する気相成長法に関するもので、特にバイポーラＩＣ
，ＭＯ８ＩＣ製造時に使用されるものである。
成する気相成長法に関するもので、特にバイポーラＩＣ
，ＭＯ８ＩＣ製造時に使用されるものである。
周知の如く、バイポーラＩＣで使用される単結晶シリコ
ン基板は、コレクター電流の流れを良くするために埋込
み層と呼ばれる高濃度不純物層（例えばＮ＋型）を拡散
した後、本来のコレクタ一層となるべき単結晶シリコン
層を気相成長法により形成する。なお、このような単結
晶シリコン基板を通常ＶＧ（Ｖａｐｏｕｒ Ｇｒｏｗ
ｔｈ）基板と呼んでいる。従来、ＶＧ基板としては第３
図に示すものが知られている。図において、１は単結晶
シリコン基板、−２はオリエンテーションフラット、３
は三角形状のエッチビットであり、エッチビット３の一
辺Ａはオリエンテーションフラット２に対して＜２１１
＞方向に０〜５度傾斜している。
ン基板は、コレクター電流の流れを良くするために埋込
み層と呼ばれる高濃度不純物層（例えばＮ＋型）を拡散
した後、本来のコレクタ一層となるべき単結晶シリコン
層を気相成長法により形成する。なお、このような単結
晶シリコン基板を通常ＶＧ（Ｖａｐｏｕｒ Ｇｒｏｗ
ｔｈ）基板と呼んでいる。従来、ＶＧ基板としては第３
図に示すものが知られている。図において、１は単結晶
シリコン基板、−２はオリエンテーションフラット、３
は三角形状のエッチビットであり、エッチビット３の一
辺Ａはオリエンテーションフラット２に対して＜２１１
＞方向に０〜５度傾斜している。
ところで、気相成長法においては、本来、第４図に示す
如く、気相成長層４がＰ−型の単結晶シリコン基板５に
対してパターン位置ズレを生ずることなく形成されるこ
とが好ましい。なお、図中の６は、埋込み層を示す。し
かしながら、従来技術においては、気相成長終了後、多
くの場合その埋込み層パターンと気相成長後のパターン
の位置がズしたり、元のパターンサイズより大きかつた
リ、小さかったりする。この現象を［）ｉｓｐｌａＣｅ
ｍｅｎｔ（デスプレースメント）あるいはパターンシラ
ドと称する。この現象は、特に（１００）、（９１１）
単結晶シリコン基板と比べ（１１１）単結晶シリコン基
板に顕著に現われる。ここで、種々のデスブレースメン
トの場合について第５図（ａ）〜（ｄ）を参照して説明
する。
如く、気相成長層４がＰ−型の単結晶シリコン基板５に
対してパターン位置ズレを生ずることなく形成されるこ
とが好ましい。なお、図中の６は、埋込み層を示す。し
かしながら、従来技術においては、気相成長終了後、多
くの場合その埋込み層パターンと気相成長後のパターン
の位置がズしたり、元のパターンサイズより大きかつた
リ、小さかったりする。この現象を［）ｉｓｐｌａＣｅ
ｍｅｎｔ（デスプレースメント）あるいはパターンシラ
ドと称する。この現象は、特に（１００）、（９１１）
単結晶シリコン基板と比べ（１１１）単結晶シリコン基
板に顕著に現われる。ここで、種々のデスブレースメン
トの場合について第５図（ａ）〜（ｄ）を参照して説明
する。
（ア）パターンが埋込み層６と同一寸法であるが、矢印
Ａの方向に全体にシフトしている（第５図（ａ）図示）
。
Ａの方向に全体にシフトしている（第５図（ａ）図示）
。
（、イ）パターンと埋込み層との中心が合っているが、
矢印Ｂの方向（内側）に縮んでいる（第５図（ｂ）図示
）。
矢印Ｂの方向（内側）に縮んでいる（第５図（ｂ）図示
）。
（つ）パターンと埋込み層との中心が合っているが、矢
印Ｃの方向（外側）に拡大している（第５図（Ｃ）図示
）。
印Ｃの方向（外側）に拡大している（第５図（Ｃ）図示
）。
（１）パターンが埋込み層の片側に対しては合っている
が、他の側に対しては矢印りの方向にシフトしている（
第５図（ｄ）図示）。
が、他の側に対しては矢印りの方向にシフトしている（
第５図（ｄ）図示）。
このように、ＶＧ基板を用いると、マスク合せが困難な
るとともに素子においてはアイソレーション耐圧の低下
をもたらす。詳述すれば、成長の前の正常パターンは第
６図に示す通り十字形を示すものであるが、デスプレー
スメント現象が起こると、第７図（ａ）〜（Ｃ）に夫々
示す様に変形する。また、パターンを合わすことが出来
ても実際には埋込み層との位置がズしているため、拡散
工程においては、第８図に示す如く他の拡散領域が埋込
み層６に対してズした位置に形成されてしまう。なお、
図中の７はＰ＋型のアイソレーションを示す。この結果
、アイソレーション７と埋込みＨ６が接触し、アイソレ
ーション耐圧の低下をもたらす。
るとともに素子においてはアイソレーション耐圧の低下
をもたらす。詳述すれば、成長の前の正常パターンは第
６図に示す通り十字形を示すものであるが、デスプレー
スメント現象が起こると、第７図（ａ）〜（Ｃ）に夫々
示す様に変形する。また、パターンを合わすことが出来
ても実際には埋込み層との位置がズしているため、拡散
工程においては、第８図に示す如く他の拡散領域が埋込
み層６に対してズした位置に形成されてしまう。なお、
図中の７はＰ＋型のアイソレーションを示す。この結果
、アイソレーション７と埋込みＨ６が接触し、アイソレ
ーション耐圧の低下をもたらす。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、デスプレ
ースメント現象を回避してアイソレーションの耐圧の低
下を阻止しえる気相成長法を提供することを目的とする
ものである。
ースメント現象を回避してアイソレーションの耐圧の低
下を阻止しえる気相成長法を提供することを目的とする
ものである。
（発明の概要〕
本発明は、三角形状のエッチビットの一辺が（１１１）
単結晶シリコン基板のオリエンテーションフラットに対
して６〜１０度傾斜した（１１１）単結晶シリコン基板
を用いるともに、成長速度０．７μ７１ｒＬ／分以下で
横型の成長装置を用いて行なうことを特徴とするもので
ある。従来、三角形状のエッチビットの一辺が（１１１
）単結晶シリコン基板のオリエンテーションフラットに
対して１〜５度傾斜した単結晶シリコン基板はあったが
、上述した問題を十分解消するには至らなかった。また
、成長速度についても上記範囲を外れた場合、上記問題
を十分解消するに至らないことが本発明者による種々の
実験により判明した。
単結晶シリコン基板のオリエンテーションフラットに対
して６〜１０度傾斜した（１１１）単結晶シリコン基板
を用いるともに、成長速度０．７μ７１ｒＬ／分以下で
横型の成長装置を用いて行なうことを特徴とするもので
ある。従来、三角形状のエッチビットの一辺が（１１１
）単結晶シリコン基板のオリエンテーションフラットに
対して１〜５度傾斜した単結晶シリコン基板はあったが
、上述した問題を十分解消するには至らなかった。また
、成長速度についても上記範囲を外れた場合、上記問題
を十分解消するに至らないことが本発明者による種々の
実験により判明した。
（発明の実施例〕
本発明の一実施例を図を参照して説明する。
本実施例においては、第１図に示す単結晶シリコン基板
２１を用いる。この基板２１は、同図に示すごとく、正
三角形のエッチビット２２の一辺Ａが（１１１）単結晶
シリコン基板のオリエンテーションフラット（ＯＦ）２
３に対して例えば１０度（角度θ）傾斜している。こう
した単結晶シリコン基板２１を用いて下記の条件でかつ
第９図の横型の成長装置を用いて気相成長を行なう。
２１を用いる。この基板２１は、同図に示すごとく、正
三角形のエッチビット２２の一辺Ａが（１１１）単結晶
シリコン基板のオリエンテーションフラット（ＯＦ）２
３に対して例えば１０度（角度θ）傾斜している。こう
した単結晶シリコン基板２１を用いて下記の条件でかつ
第９図の横型の成長装置を用いて気相成長を行なう。
成長温度：１２６０℃、
成長速度；０．６μｒｒｔ／分、
Ｈ２（水素）の供給量：２５ＯＲ／分、ＳｉＣλ（四塩
化桂素）の供給量；４ｇ／分、第９図において、２４は
石英製反応管、２５は反応管２４の周囲に設けられた高
周波加熱コイル、２６は基板２１を載置するサセプター
である。なお、成長装置としては、第１０図に示す如く
縦型方式のものも知られている。同図において、３１は
ウェハ２１を載置し、下部に高周波加熱コイル３２を配
置したサセプターである。３３は、これらを覆う石英製
ペルジャーである。
化桂素）の供給量；４ｇ／分、第９図において、２４は
石英製反応管、２５は反応管２４の周囲に設けられた高
周波加熱コイル、２６は基板２１を載置するサセプター
である。なお、成長装置としては、第１０図に示す如く
縦型方式のものも知られている。同図において、３１は
ウェハ２１を載置し、下部に高周波加熱コイル３２を配
置したサセプターである。３３は、これらを覆う石英製
ペルジャーである。
しかるに、本発明では、成長装置としては横型のものを
用い、正三角形のエッチビット２３の一辺Ａの基板２１
の０Ｆ２２に対する傾斜角度は６〜１０度とし、かつ成
長速度は０．７μ７７Ｌ／分以下であることを必要要件
とする。以下に、この条件を設定した根拠について説明
する。
用い、正三角形のエッチビット２３の一辺Ａの基板２１
の０Ｆ２２に対する傾斜角度は６〜１０度とし、かつ成
長速度は０．７μ７７Ｌ／分以下であることを必要要件
とする。以下に、この条件を設定した根拠について説明
する。
■、成長装置の方式：
第１４図及び第１５図は、夫々縦型方式、横型方式にお
けるデスプレースメントとズレ角度依存性を調べたもの
である。これらの図を対比した場合、第１５図の横型の
場合の方がデスプレースメントが小さいことが確認でき
る。これにより、横型方式を採用した。
けるデスプレースメントとズレ角度依存性を調べたもの
である。これらの図を対比した場合、第１５図の横型の
場合の方がデスプレースメントが小さいことが確認でき
る。これにより、横型方式を採用した。
■、成長速度及び傾斜角度：
第１６図、第１７図でいずれも横型方式の成長装置もの
を用いかつ成長速度のみを夫々１．５５μ７７Ｌ／分、
ｏ、９２μｍ／分と変えて上記と同様な特性を調べたと
ころ、成長速度が小さい方がデスプレースメントが少な
いことが明らかである。
を用いかつ成長速度のみを夫々１．５５μ７７Ｌ／分、
ｏ、９２μｍ／分と変えて上記と同様な特性を調べたと
ころ、成長速度が小さい方がデスプレースメントが少な
いことが明らかである。
本発明Ｐこの成長速度について更に究明すべく成長速度
とデスプレースメントとの関係を調べたところ、第１３
図に示す結果を得た。一方、第１１図に示す代表的なバ
イポーラｔＣにおいて、埋込み層６とアイソレーション
７の間隔（Ｗｄ ）、成長層５の厚さく１）は、通常夫
々的８μｍ、１１〜１３μｍとなり、アイソレーショ耐
圧は１２ＯＶ（規格）である。しかるに、第１２図のア
イソレーショ耐圧特性因より、アイソレーションが３μ
兜で、耐圧が１２０Ｖの時、Ｗｄは約５μｍとなり、５
μ瓜以下では耐圧が劣化する。つまり、デスプレースメ
ントは３μ扉以下の必要があり、この要件を満たすため
ときの上記傾斜角度、成長速度は夫々第１３因により６
〜１２度、０．７μｍとなることは明らかである。なお
、この範囲を多少外れてもそれなりに従来に比べて効果
を有するが、上記範囲とすることがより一層効果を期待
できるものである。この点については、成長速度あるい
はエッチビットにおける傾斜角度につｌＩ）でも同様に
言えることである。また、成長速度については触れなか
ったが、大体１２１０℃以上とすることにより良好な結
果が得られることが確認された。
とデスプレースメントとの関係を調べたところ、第１３
図に示す結果を得た。一方、第１１図に示す代表的なバ
イポーラｔＣにおいて、埋込み層６とアイソレーション
７の間隔（Ｗｄ ）、成長層５の厚さく１）は、通常夫
々的８μｍ、１１〜１３μｍとなり、アイソレーショ耐
圧は１２ＯＶ（規格）である。しかるに、第１２図のア
イソレーショ耐圧特性因より、アイソレーションが３μ
兜で、耐圧が１２０Ｖの時、Ｗｄは約５μｍとなり、５
μ瓜以下では耐圧が劣化する。つまり、デスプレースメ
ントは３μ扉以下の必要があり、この要件を満たすため
ときの上記傾斜角度、成長速度は夫々第１３因により６
〜１２度、０．７μｍとなることは明らかである。なお
、この範囲を多少外れてもそれなりに従来に比べて効果
を有するが、上記範囲とすることがより一層効果を期待
できるものである。この点については、成長速度あるい
はエッチビットにおける傾斜角度につｌＩ）でも同様に
言えることである。また、成長速度については触れなか
ったが、大体１２１０℃以上とすることにより良好な結
果が得られることが確認された。
しかして、本発明によれば、エッチビット２３の−ｍＡ
が０Ｆ２２に対して６度傾斜した（１１１）単結晶シリ
コン基板２１を用いるとともに、前記成長条件でかつ横
型方式の成長装置を用（１て成長を行なうため、従来と
比ベデスプレースメントを抑制できる。従って、バイポ
ーラ製造時造時、アイソレーションと埋込み層との接触
を回避してアイソレーションの耐圧の低下を防ぐことが
できる。
が０Ｆ２２に対して６度傾斜した（１１１）単結晶シリ
コン基板２１を用いるとともに、前記成長条件でかつ横
型方式の成長装置を用（１て成長を行なうため、従来と
比ベデスプレースメントを抑制できる。従って、バイポ
ーラ製造時造時、アイソレーションと埋込み層との接触
を回避してアイソレーションの耐圧の低下を防ぐことが
できる。
なお、本発明に係る単結晶シリコン基板は、第１図に示
すものに限らず、例えば第２図に示す如く、エッチビッ
ト２３の一辺Ａが０Ｆ２２に対して＜２１１＞の負の方
向に６〜１２度（角度θ）傾斜したものでもよい。
すものに限らず、例えば第２図に示す如く、エッチビッ
ト２３の一辺Ａが０Ｆ２２に対して＜２１１＞の負の方
向に６〜１２度（角度θ）傾斜したものでもよい。
また、上記実施例では、傾斜角度、成長速度を夫々所定
の値に定めたが、この値に限定されず、傾斜角度は６〜
１２度、成長速度は０．７μ卯／スメントを抑制し、も
ってバイポーラ製造時におけるアイソレーショ耐圧の低
下を防止できる信頼性の高い気相成長法を提供できるも
のである。
の値に定めたが、この値に限定されず、傾斜角度は６〜
１２度、成長速度は０．７μ卯／スメントを抑制し、も
ってバイポーラ製造時におけるアイソレーショ耐圧の低
下を防止できる信頼性の高い気相成長法を提供できるも
のである。
第１図は本発明に係る単結晶シリコン基板の平面図、第
２図は本発明に係るその他の単結晶シリコン基板の平面
図、第３図は従来の単結晶シリコン基板の平面図、第４
因はパターンズレのない場合の単結晶シリコン基板と気
相成長層の断面図、第５図（ａ）〜（ｄ）は夫々パター
ンズレを説明するための単結晶シリコン基板と気相成長
層の断面図、第６図は気相成長前の正常なパターンの平
面図、第７図（ａ）〜（Ｃ）はそれぞれデスブレースメ
ント発生時のパターンの平面図、第８図はアイソレーシ
ョンと埋込み層との接触を説明するためのバイポーラＩ
Ｃの断面図、第９図は本発明に係る横型方式の成長装置
の説明図、第１０図は縦型方式の成長装置の説明図、第
１１図は正常なバイポーラＩＣの断面図、第１２図はア
イソレーショ特性図、第１３図は成長速度とデスプレー
スメントとの関係を示す特性図、第１４図は縦型方式の
成長装置におけるデスプレースメントと゛ズレ角度との
関係を示す特性図、第１５図は横型方式の成長装置にお
けるデスブレーメントとズレ角度との関係を示す特性図
、第１６図、第１７図は夫々横型方式の成長装置で成長
速度を変えたときのデスプレースメントとズレ角度との
関係を示す特性図である。 ２１・・・単結晶シリコン基板、２２・・・オリエンテ
ーションフラット（ＯＦ）、２３・・・エッチビット、
２４・・・石英製反応管、２５・・・高周波加熱コイル
、２６・・・サセプター。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦 （α）
（ｂ）ＣＣ）
（ｄ ）第す図 第７図
２図は本発明に係るその他の単結晶シリコン基板の平面
図、第３図は従来の単結晶シリコン基板の平面図、第４
因はパターンズレのない場合の単結晶シリコン基板と気
相成長層の断面図、第５図（ａ）〜（ｄ）は夫々パター
ンズレを説明するための単結晶シリコン基板と気相成長
層の断面図、第６図は気相成長前の正常なパターンの平
面図、第７図（ａ）〜（Ｃ）はそれぞれデスブレースメ
ント発生時のパターンの平面図、第８図はアイソレーシ
ョンと埋込み層との接触を説明するためのバイポーラＩ
Ｃの断面図、第９図は本発明に係る横型方式の成長装置
の説明図、第１０図は縦型方式の成長装置の説明図、第
１１図は正常なバイポーラＩＣの断面図、第１２図はア
イソレーショ特性図、第１３図は成長速度とデスプレー
スメントとの関係を示す特性図、第１４図は縦型方式の
成長装置におけるデスプレースメントと゛ズレ角度との
関係を示す特性図、第１５図は横型方式の成長装置にお
けるデスブレーメントとズレ角度との関係を示す特性図
、第１６図、第１７図は夫々横型方式の成長装置で成長
速度を変えたときのデスプレースメントとズレ角度との
関係を示す特性図である。 ２１・・・単結晶シリコン基板、２２・・・オリエンテ
ーションフラット（ＯＦ）、２３・・・エッチビット、
２４・・・石英製反応管、２５・・・高周波加熱コイル
、２６・・・サセプター。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦 （α）
（ｂ）ＣＣ）
（ｄ ）第す図 第７図
Claims (1)
- 単結晶シリコンを気相成長する方法において、三角形
状のエッチビットの一辺が（１１１）単結晶シリコン基
板のオリエンテーションフラットに対して６〜１２度以
上傾斜する（１１１）単結晶シリコン基板を用いるとと
もに、成長速度０．７μｍ／分以下でかつ横型の成長装
置を用いて成長を行なうことを特徴とする気相成長法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20488684A JPS6182421A (ja) | 1984-09-29 | 1984-09-29 | 気相成長法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20488684A JPS6182421A (ja) | 1984-09-29 | 1984-09-29 | 気相成長法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6182421A true JPS6182421A (ja) | 1986-04-26 |
Family
ID=16498022
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20488684A Pending JPS6182421A (ja) | 1984-09-29 | 1984-09-29 | 気相成長法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6182421A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6329864U (ja) * | 1986-08-12 | 1988-02-26 | ||
| JPH04136882U (ja) * | 1991-06-14 | 1992-12-21 | 日本電気株式会社 | コネクタ |
-
1984
- 1984-09-29 JP JP20488684A patent/JPS6182421A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6329864U (ja) * | 1986-08-12 | 1988-02-26 | ||
| JPH04136882U (ja) * | 1991-06-14 | 1992-12-21 | 日本電気株式会社 | コネクタ |
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